《光的波粒二象性》參考課件1

第3節(jié)光的波粒二象性

核心要點突破課堂互動講練第3節(jié)課前自主學案課標定位1．知道康普頓效應，理解康普頓效應實驗現(xiàn)象．2．知道光具有波粒二象性，且光是概率波．課標定位課前自主學案一、康普頓效應、光的波粒二象性1．內容：康普頓在研究石墨對X射線的散射時，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除原波長外，還有波長隨散射角的增大而_______的譜線．X射線經(jīng)物質散射后波長______的現(xiàn)象稱為康普頓效應．2．意義：康普頓效應深入地揭示了光的________性的一面，表明光子除了具有能量之外還具有________因此光具有波粒二象性．3．光子的能量和動量：ε＝____，p＝___

.增大變長粒子動量．hν有一位記者曾向英國物理學家、諾貝爾獎獲得者布拉格請教：光是波還是粒子？布拉格幽默地答道：“星期一、三、五它是一個波，星期二、四、六它是一個粒子，星期天物理學家休息”．你是如何理解布拉格的回答的？提示：光既不同于宏觀觀念的粒子，又不同于宏觀觀念的波，但光既具有粒子性，又具有波動性，粒子性、波動性是光本身的屬性．思考感悟二、光是一種概率波1．概率波在雙縫干涉圖樣中，條紋的明暗表示到達屏上光的強度不同，每個同頻率光子都帶有相同的一份能量，光的強度對應于光子的數(shù)目．明紋處到達的光子數(shù)多，暗紋處到達的光子數(shù)少．可見光子落在各點的概率是不一樣的，光子落在明紋處的概率大，落在暗紋處的概率?。垂庾釉诳臻g出現(xiàn)的概率可以用波動的規(guī)律去確定．所以說光波是一種________波．概率2．實驗探究圖4－3－1中甲是用很弱的光源做雙縫干涉實驗的裝置．乙圖的曝光時間最短，顯示出光的_______，丙、丁圖中光子到達的區(qū)域正好是波通過雙縫后發(fā)生干涉時的_______區(qū)域，表明光具有_______粒子性明條紋波動性．圖4－3－1如果使光源更微弱，使同一時刻只有一個光子飛向感光屏，不同曝光時間攝得的照片仍和乙、丙、丁相同，表明波動性是光子本身的屬性．核心要點突破一、對光的波粒二象性的理解1．光的粒子性的含義粒子的含義是“不連續(xù)”“一份一份”的，光的粒子即光子，不同于宏觀概念的粒子，但也具有動量和能量．(1)當光同物質發(fā)生作用時，表現(xiàn)出粒子的性質．(2)少量或個別光子易顯示出光的粒子性．(3)頻率高，波長短的光，粒子性特征顯著．2．光的波動性的含義光的波動性是光子本身的一種屬性，它不同于宏觀的波，它是一種概率波，即光子在空間各點出現(xiàn)的可能性大小(概率)可用波動規(guī)律描述：(1)足夠能量的光(大量光子)在傳播時，表現(xiàn)出波的性質．(2)頻率低，波長長的光，波動性特征顯著．3．光的波動性、粒子性是統(tǒng)一的(1)光的粒子性并不否定光的波動性，光既具有波動性，又具有粒子性，波動性、粒子性都是光的本身屬性，只是在不同條件下的表現(xiàn)不同．(2)只有從波粒二象性的角度，才能統(tǒng)一說明光的各種行為．

特別提醒：光子說并不否認光的電磁說，(1)按光子說，光子的能量E＝hν，其中ν表示光的頻率，即表示了波的特征．(2)從光子說或電磁說推導光子動量以及光速都得到一致的結論．即時應用

(即時突破，小試牛刀)1．關于光的波粒二象性，不正確的說法是(

)A．光的頻率越高，光子的能量越大，粒子性越顯著B．光的波長越長，光子的能量越小，波動性越顯著C．頻率高的光子不具有波動性，波長較長的光子不具有粒子性D．個別光子產生的效果往往顯示粒子性，大量光子產生的效果往往顯示波動性解析：選C.光具有波粒二象性，但在不同情況下表現(xiàn)不同，頻率越高，波長越短，粒子性愈強，反之波動性明顯，個別光子易顯示粒子性，大量光子顯示波動性，故A、B、D正確．C錯誤．二、對概率波的理解1．單個粒子運動的偶然性我們可以知道粒子落在某點的概率，但不能預言粒子落在什么位置，即粒子到達什么位置是隨機的，是預先不確定的．2．大量粒子運動的必然性由波動規(guī)律，我們可以準確地知道，大量粒子運動時的統(tǒng)計規(guī)律，因此我們可以對宏觀現(xiàn)象進行預言．3．概率波體現(xiàn)了波粒二象性的和諧統(tǒng)一概率波的主體是光子、實物粒子，體現(xiàn)了粒子性的一面；同時粒子在某一位置出現(xiàn)的概率受波動規(guī)律支配，體現(xiàn)了波動性的一面，所以說，概率波將波動性和粒子性統(tǒng)一在一起．

特別提醒：(1)德布羅意波是一種概率波，是指在一般情況下，無法準確描述粒子的位置，無法用軌跡描述粒子的運動，粒子在空間某點出現(xiàn)的概率受波動規(guī)律支配．(2)德布羅意波不同于宏觀的機械波，更不能理解為粒子做曲線運動．即時應用

(即時突破，小試牛刀)2．在光的雙縫干涉實驗中，在光屏上放上照相底片并設法減弱光子流的強度，盡可能使光子一個一個地通過狹縫，在曝光時間不長和曝光時間足夠長的兩種情況下，其實驗結果是(

)①若曝光時間不長，則底片上出現(xiàn)一些無規(guī)則的點②若曝光時間足夠長，則底片上出現(xiàn)干涉條紋③這一實驗結果證明了光具有波動性④這一實驗結果否定了光具有粒子性A．①②③對B．①②④對C．①③④對

D．②③④對答案：A課堂互動講練類型一對光的波粒二象性的理解

對于光的行為，下列說法正確的是(

)A．個別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動性B．光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的C．光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時，就不具有波動性了D．光的波粒二象性應理解為：在某種場合下光的波動性表現(xiàn)明顯，在另外某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯例1【精講精析】個別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動性，A選項正確；光與物質作用，表現(xiàn)為粒子性，光的傳播表現(xiàn)出波動性，光的波動性與粒子性都是光的本質屬性，因為波動性表現(xiàn)為粒子的分布概率，光的粒子性表現(xiàn)明顯時仍具有波動性，因為大量粒子的個別行為呈現(xiàn)出波動規(guī)律，B、D選項正確．【答案】

ABD【方法總結】

光的波粒二象性是指光具有波動性，又具有粒子性，有時波動性更明顯，有時粒子性則更明顯，但是，波動性和粒子性是不可分割的，是從不同角度所觀察到的不同性質．變式訓練1下列說法正確的是(

)A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子C．光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D．γ射線具有顯著的粒子性，不具有波動性解析：選C.光同時具有波動性和粒子性，只是在有的情況下波動性更顯著，有的情況下粒子性更顯著．波長越長，波動性就更顯著，粒子性就越不明顯，波長越短，粒子性就更顯著，波動性就越不明顯，只有C選項正確．類型二對概率波的理解

在驗證光的波粒二象性的實驗中，下列說法正確的是(

)A．使光子一個一個地通過狹縫，如果時間足夠長，底片上將會顯示衍射圖樣B．單個光子通過狹縫后，底片上會出現(xiàn)完整的衍射圖樣C．光子通過狹縫的運動路線是直線D．光的波動性是大量光子運動的規(guī)律例2【精講精析】個別或少數(shù)光子表現(xiàn)出光的粒子性，大量光子表現(xiàn)出光的波動性．如果時間足夠長，通過狹縫的光子數(shù)也就足夠多，粒子的分布遵從波動規(guī)律，底片上將會顯示出衍射圖樣，A、D選項正確．單個光子通過狹縫后，路徑是隨機的，底片上也不會出現(xiàn)完整的衍射圖樣，B、C選項錯．【答案】

AD變式訓練2在單縫衍射實驗中，中央亮紋的光強占從單縫射入的整個光強的95%以上．假設現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫，那么該光子(